JP5753026B2 - 移動体横流れ量計測装置及び方法 - Google Patents
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Description
(1) 移動体に設置され、GPS衛星からGPS搬送波を受信するGPS受信機と、前記移動体の略重心位置に設置され、3次元の角速度と加速度とを求めるためのデータを出力するIMUとを備え、前記移動体の横流れ量を算出する移動体横流れ量計測装置であって、前記GPS受信機が受信したGPS搬送波と、前記IMUが出力したデータとをカルマンフィルタにより処理することで速度を算出する移動体高精度速度算出手段と、前記移動体高精度速度算出手段により算出された計測開始時の速度から、計測開始時の方向を算出する開始方向算出手段と、前記移動体高精度速度算出手段により算出された水平方向の速度を方位ごとに積算し、東西南北方向の相対距離を算出する東西南北方向距離算出手段と、前記東西南北方向距離算出手段によって算出された方位ごとの相対距離を、前記開始方向算出手段により算出された計測開始時の方向を基準とした座標系の距離に変換する座標変換演算手段と、を備える移動体横流れ量計測装置。
11 移動体高精度速度算出部
111 加速度計測部
112 ストラップダウンナビゲータ部
113 速度測定部
114 良否係数算出部
115 遅延処理部
116 同期化処理部
117 良否係数乗算部
118 カルマンフィルタ部
12 開始方向算出部
13 東西南北方向距離算出部
14 座標変換演算部
15 移動距離算出部
16 解析結果出力部
51 移動体
101 GPS受信機
102 IMU
Claims (3)
- 移動体に設置され、GPS衛星からGPS搬送波を受信するGPS受信機と、前記移動体の略重心位置に設置され、3次元の角速度と加速度とを求めるためのデータを出力するIMUとを備え、前記移動体の横流れ量を算出する移動体横流れ量計測装置であって、
前記GPS受信機が受信したGPS搬送波と、前記IMUが出力したデータとをカルマンフィルタにより処理することで速度を算出する移動体高精度速度算出手段と、
前記移動体高精度速度算出手段により算出された計測開始時の速度から、計測開始時の方向を算出する開始方向算出手段と、
前記移動体高精度速度算出手段により算出された水平方向の速度を方位ごとに積算し、東西南北方向の相対距離を算出する東西南北方向距離算出手段と、
前記東西南北方向距離算出手段によって算出された方位ごとの相対距離を、前記開始方向算出手段により算出された計測開始時の方向を基準とした座標系の距離に変換する座標変換演算手段と、を備え、
前記移動体高精度速度算出手段は、
前記IMUからデータを受信して、前記移動体の加速度及び角速度を計測する加速度計測手段と、
前記加速度計測手段によって計測された前記移動体の加速度及び角速度からストラップダウン演算により速度を算出し、算出した速度に基づいてリアルタイム補間速度を算出するストラップダウンナビゲータ手段と、
前記GPS受信機が受信したGPS搬送波のドップラーシフト量から前記移動体のドップラー速度を測定する速度測定手段と、
前記速度測定手段によって測定された前記ドップラー速度から算出した加速度と、前記加速度計測手段によって計測された加速度との差分を算出し、算出した差分に基づいて係数を算出する良否係数算出手段と、
前記良否係数算出手段によって前記係数が算出されるための時間だけ、前記速度測定手段によって測定された前記ドップラー速度を演算に用いる時間を遅延させる遅延処理手段と、
前記遅延処理手段によって遅延させた前記ドップラー速度と、前記ストラップダウンナビゲータ手段からフィードバックさせた前記リアルタイム補間速度との同期化を行い、同期化された前記ドップラー速度と前記リアルタイム補間速度との誤差量を算出する同期化処理手段と、
前記同期化処理手段によって算出された前記誤差量に、前記良否係数算出手段によって算出された前記係数を乗算する良否係数乗算手段と、
前記良否係数乗算手段によって前記係数が乗算された誤差量から前記リアルタイム補間速度に対する調整量を、カルマンフィルタによって推定演算するカルマンフィルタ手段と、を備え、
前記ストラップダウンナビゲータ手段は、前記ストラップダウン演算により算出された速度に、前記カルマンフィルタ手段によって推定演算された前記調整量を融合して前記リアルタイム補間速度を算出する、
移動体横流れ量計測装置。 - 前記移動体高精度速度算出手段により算出された水平方向の速度を積算し、移動距離を算出する移動距離算出手段と、
前記移動距離算出手段により算出された移動距離と、前記座標変換演算手段により変換された座標系の距離のうち横流れ量を示す距離とを対応させて出力する解析結果出力手段と、
をさらに備える請求項1に記載の移動体横流れ量計測装置。 - 請求項1に記載の移動体横流れ量計測装置が実行する方法であって、
前記移動体高精度速度算出手段が、前記GPS受信機が受信したGPS搬送波と、前記IMUが出力したデータとをカルマンフィルタにより処理することで速度を算出する移動体高精度速度算出ステップと、
前記開始方向算出手段が、前記移動体高精度速度算出ステップにより算出された計測開始時の速度から、計測開始時の方向を算出する開始方向算出ステップと、
前記東西南北方向距離算出手段が、前記移動体高精度速度算出ステップにより算出された水平方向の速度を方位ごとに積算し、東西南北方向の相対距離を算出する東西南北方向距離算出ステップと、
前記座標変換演算手段が、前記東西南北方向距離算出ステップによって算出された方位ごとの相対距離を、前記開始方向算出ステップにより算出された計測開始時の方向を基準とした座標系の距離に変換する座標変換演算ステップと、を備え、
前記移動体高精度速度算出ステップは、
前記加速度計測手段が、前記IMUからデータを受信して、前記移動体の加速度及び角速度を計測する加速度計測ステップと、
前記ストラップダウンナビゲータ手段が、前記加速度計測ステップによって計測された前記移動体の加速度及び角速度からストラップダウン演算により速度を算出し、算出した速度に基づいてリアルタイム補間速度を算出するストラップダウンナビゲータステップと、
前記速度測定手段が、前記GPS受信機が受信したGPS搬送波のドップラーシフト量から前記移動体のドップラー速度を測定する速度測定ステップと、
前記良否係数算出手段が、前記速度測定ステップによって測定された前記ドップラー速度から算出した加速度と、前記加速度計測ステップによって計測された加速度との差分を算出し、算出した差分に基づいて係数を算出する良否係数算出ステップと、
前記遅延処理手段が、前記良否係数算出ステップによって前記係数が算出されるための時間だけ、前記速度測定ステップによって測定された前記ドップラー速度を演算に用いる時間を遅延させる遅延処理ステップと、
前記同期化処理手段が、前記遅延処理ステップによって遅延させた前記ドップラー速度と、前記ストラップダウンナビゲータステップからフィードバックさせた前記リアルタイム補間速度との同期化を行い、同期化された前記ドップラー速度と前記リアルタイム補間速度との誤差量を算出する同期化処理ステップと、
前記良否係数乗算手段が、前記同期化処理ステップによって算出された前記誤差量に、前記良否係数算出ステップによって算出された前記係数を乗算する良否係数乗算ステップと、
前記カルマンフィルタ手段が、前記良否係数乗算ステップによって前記係数が乗算された誤差量から前記リアルタイム補間速度に対する調整量を、カルマンフィルタによって推定演算するカルマンフィルタステップと、を備え、
前記ストラップダウンナビゲータステップは、前記ストラップダウン演算により算出された速度に、前記カルマンフィルタステップによって推定演算された前記調整量を融合して前記リアルタイム補間速度を算出する、
方法。
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